第二章-牵引变电所容量计算与选择

1、其次章 牵引变电所容量计算与选择2.1 牵引变电所容量计算和选择就是指牵引变压器容量的计算和选择。一般可以分为三个步骤进行。按给定的计算条件求出牵引变压器供应牵引负荷所必需的最小容量，称为计算容量。按列车紧密运行时供电臂的有效电流与充分利用牵引变电所的过负荷实力，求出所须要的容量，称为校核容量。这是为确保牵引变压器平安运行所必需的容量。依据计算容量和校核容量，再考虑其他因素(如备用方式)，最终按实际系列产品的规格选定牵引变压器的台数和容量，称为安装容量或设计容量。牵引变压器是牵引供电系统的重要设备，从平安运行与经济方面来看，容量过小会使牵引变压器长期过载；反之，容量过大将使牵引变压器长期不能满运行，造成容量奢侈。因此，牵引变压器容量的确定是很关键的一步，也是短路计算、负荷计算、电气设备选择的重要依据。 现依据铁路运行实际状况作如下假设：某复线客、货铁路采纳TT供电方式，上行供电臂A长22km，下行供电臂B长20km。其负荷状况如下：近期调查年货运量=2000万吨/年牵引吨数Q=5100t牵引计算结果：（A中已包括机车自用电） 供电臂A 上行：n=3，A=1724kVAh，tg=28.3

2、min t=34.5min 下行：n=3，A=1988kVAh，tg=29.2min t=36.1min N非=27对 供电臂B 上行：n=3，A=2155kVAh，tg=26.9min t=29.2min 下行：n=3，A=1822kVAh，tg=26.3min t=28.3min N非=30对cos=0.8，在牵引母线上补偿，补偿后cos=0.92.2 供电区间内的须要输送实力N=21(列/日)= 11（对/日） 其中波动系数，取1.2；储备系数，复线取1.15；年运货量（104吨/年）货物列车载重系数（有各种车辆的百分比确定）；列车牵引重量（吨）；2.3供电臂AB的基本参数： 上下行供电臂列车平均电流：供电臂A: 上行：IaA上=119.9 （A）下行：IaA下=132.2（A）供电臂B:上行：IaB上=177.1（A）下行：IaB下=154.5（A） 上下行供电臂列车带电平均电流：供电臂A: 上行：IaA上=146.2（A）下行：IaA下=163.4（A）供电臂B: 上行：IaB上=192.3（A）下行：IaB下=166.3（A） 供电臂中同时存在的平均列车数：供电臂A：m上=

3、0.264m下=0.276供电臂B：m上=0.223m下=0.216 供电臂内列车带电平均概率：供电臂A：p上=0.072 p下= =0.074供电臂B：p上=0.068 p下= =0.067 列车电流间断系数:供电臂A： a上= =1.22a下=1.24供电臂B： a上= =1.09a下=1.082.4 供电臂AB的平均电流IaA上 IaA下 IaB上 IaB下 IaA上=1.667NA上10-3=1.66711172410-3=31.6 （A）IaA下=1.667NA下10-3=1.66711198810-3=36.5（A）IaB上=1.667NA上10-3=1.66711215510-3=39.5（A）IaB上=1.667NA上10-3=1.66711182210-3=33.4 （A）IaA = IaA上 + IaA下 = 68.1（A）IaB = IaB上 + IaB下 =72.9 （A）2.5 供电臂AB的有效电流IxA、IxB 供电臂A：KxA上=2.4IxA上 = KxA上IaA上=2.431.6=75.8 （A）KxA下=2.37IxA下 = KxA下IaA下=2.37

4、36.5=86.5（A）PA=PA上+PA下PA上PA下=0.072+0.0740.0720.074=0.141KxA=1.808IxA = KxAIaA=1.80868=123 (A)供电臂B：KxB上=2.46IxB上 = KxB上IaB上=2.4639.5=97.2（A）KxB下=2.48IxB下 = KxB下IaB下=2.4833.4=82.8 （A）PB=PB上+PB下PB上PB下=0.067+0.0680.0670.068=0.130KxB=1.867Ixb= KxBIaB=1.86772=134 (A)其中： 有效系数，取1.04；P供电臂出现带电运行列车的平均概率；Kx供电臂有效电流系数；2.6 变压器的计算容量S：S=KtU 2-1=0.927.5=7698 (KVA)其中： Kt变压器的温度系数，一般取0.9；U牵引变电所母线额定电压即27.5KV；2.7 变压器的校核容量：按非平行运行区间通过实力N非的要求进行核算：轻负荷臂A对应于N非的有效电流IxA：PA上=0.177PA下=0.183PA=PA上+PA下PA上PA下=0.177+0.1830.1770.183

5、=0.330KxA=1.333IaA =1.667N非A10-3=1.66727(1724+1988)10-3=167 (A)IxA = KxAIaA=1.333167=223 (A)重负荷臂 B对应于N非的最大短时电流：PB上=0.187PB下=0.183PB=PB上+ PB下PB上PB下=0.187+0.1830.1870.183=0.335查表4-6-1及Imax=f(p)曲线得：I=177.6 (A)Imax=2.42177.6=430 (A)表4-6-1参照中国铁道出版社出版，铁道部电气化工程局电气化勘测设计院编牵引供电系统的69页三相Y,d11接变压器最大短时容量：Sbmax =KtU(2Imax+0.65IxA) 2-2=0.927.5(2430+0.65223)=24873 (KVA)三相Y,d11接变压器的校核容量为：S校=Sbmax/k=24873/1.5=16582 (KVA)其中：k过负荷倍数，通常三相Y,d11接变压器取1.52.8 变压器的安装容量：固定备用的安装容量应选用220000KVA的变压器有变压器允许过负荷50可知：固定备用的Sbmax=20000

6、1.5=30000 24873 (KVA)故所选用的固定备用方案是合适的。依据设备手册，选SF7-20000/110型第三章 接触网阻抗计算3.1 按导线允许载流量确定导线与接触悬挂的截面导线允许载流量：是指在肯定环境下，不超过导线最高允许工作温度时所传输的电流，它与环境、温度、风速、导线的最高允许工作温度、导线外径、导线在最高允许工作温度时的沟通电组和导线表面状态等因素有关。按允许载流量选截面：123（134）（A） 460 （A）又当须要考虑接触导线磨耗时，解除悬挂的允许载流量减小，减小到约为下表值的75。即：123（134） 46075 = 345（A）表3-1由表3-1可知：悬挂类型允许载流量GJ-70+TCG-85GJ-70+TCG-100GJ-70+TCG-100+LJ-185GL-70+GLCB-GL-70+GLCA-GL-70+GLCB-+LGJ-185长期575690110046054097020min-5056001020所以，选双链形悬挂考虑到未查到资料，用代替3.2 牵引网阻抗计算：牵引网阻抗是计算牵引网电压损失、电能损失、短路电流等计算中的基本参数。牵引网主要

7、有接触网和轨道组成，因此，牵引网阻抗是由接触网-大地回路和轨道-大地回路的阻抗组成。牵引网阻抗与牵引网的结构、选用导线（接触线、承力索、加强导线、回流线、正馈线）的型号规格；钢轨的类型、数量和轨矩；牵引网向电力机车的供电方式（DF、DN、AT、BT和CC）以极大地导电率等因素有关。牵引网的电阻主要包括接触网的电阻、钢轨的电阻以及大地回路的电阻。已知数据：接触导线：，查表3-2-1得计算半径=7.475(mm)当量系数=0.95当量半径Rj=R=0.957.475=7.1(mm)表3-2-1有效电阻：rj=0.23 /km名称规格截面（mm2）断面尺寸(mm)单位重量（kg/km）直流电阻(/km)计算半径（mm）等效半径（mm）续流（A)20min载流量(A)标称钢铝AB钢铝电车线GLCA-2156714816.519.69250.1849.028.57470/GLCB-1735411916.713.27440.237.477.1400/铜接触导线TCG-100100/10.812.818900.1795.94.6600520TCG-8585/10.811.767600.2115.644.4500400承力索驰度：f=600 mm钢轨型式为P50，查表得：钢轨有效电阻：rg=0.18 /km钢轨计算半径：R=96.5 mm钢轨的内感抗：X内g=0.18 /km大地导电率：=1010-4(1/cm)两线路中心距离为：L=5m表3-2-2名称型号计算界面（mm2）根数单线半径（mm）单位重量（kg/km）计算半径（mm）等效半径（mm）电阻（/cm）持续载流量（A）硬铜绞线TJ-7068.81921.46185.354.060.28340TJ-9592.5192.498396.254.740.20415TJ-120117192.8010577.005.310.158485钢芯铝绞线LGJ-95铝钢铝钢4016.846.500.31533594.2317.81282.0771.8LGJ-120116.3421.99282.3072.04957.607.220.255380LGJ-150140.7626.61282.5372.205998.367.940.211445LG

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